在一间温馨的公寓里，一位年长女性坐在扶手椅中，全神贯注地注视着虚拟现实眼镜上呈现的场景。她正与虚拟导游亲切交谈，后者正带领她参观巴尔的摩艺术博物馆。两名约翰霍普金斯大学研究生——一位来自工程学院，另一位来自护理学院——在旁记录数据，以优化这款人工智能生成的个性化工具。该工具旨在提供社交互动，缓解孤独感，而孤独感是导致老年人认知衰退的重要风险因素。
走廊另一端，怀廷工程学院电气与计算机工程助理研究教授劳雷亚诺·莫罗-韦拉斯克斯和神经学家安库尔·布塔拉正引导一位70多岁的男性在数字化记事本上完成读写练习。一系列传感器实时追踪他的眼动轨迹、语音节奏和手部运动。研究人员将持续每几个月评估该男性的阅读与书写能力，其终极目标是在帕金森病或阿尔茨海默病等神经退行性疾病的最早期（也是最可治疗阶段）进行检测。
与此同时，在附近被称为“动作捕捉室”的大型实验室中，电气工程二年级博士生劳拉·麦克丹尼尔正指导一位老年女性进行步态测试。室内成对布置的16台摄像机实时追踪她穿越房间的步态，以及在跑步机上完成系列动作的过程。麦克丹尼尔收集的数据属于拉马·切尔拉帕教授（电气与计算机工程布隆伯格特聘教授、数据科学与人工智能研究所前临时主任）主导的研究项目，旨在识别髋部错位或驼背等可能损害平衡并增加跌倒风险的因素。
图片说明：左起彼得·阿巴迪尔和纳吉姆·德哈克
图片来源：约翰霍普金斯大学
这三个项目仅是众多研究中的一部分——有些已启动，其余将在未来数月或数年内展开——它们位于约翰霍普金斯贝维尤医学中心东巴尔的摩院区新落成的健康老龄化研究中心。该中心于7月开放，并将于11月19日举行盛大开幕仪式。在约翰霍普金斯人类老龄化项目（HAP）的统筹下，这座10000平方英尺的中心为工程学院在医学院区设立了重要据点，汇集了工程、医学、护理、公共卫生及商学院的师生，与老年人及其护理人员共同测试技术驱动的解决方案，以应对老年人面临的核心挑战。
怀廷工程学院电气与计算机工程副教授、该中心联合主任纳吉姆·德哈克指出，这些挑战包括社会孤立、行动障碍和神经退行性衰退。“我们的目标是利用技术延长老年人安全独立居家生活的时间。”德哈克甚至为这一新兴转化研究领域创造了术语，并体现在中心名称中：约翰霍普金斯老年工程学。
中心配备充足的会议室、实验室和办公室，以及一间模拟老年人真实生活空间的样板公寓，尤为关键的是为约翰霍普金斯老年研究人工智能与技术协作实验室（AITC）提供了新基地。该实验室于2021年获得美国国家老龄化研究所2000万美元资助，目前有129个试点项目（如对抗孤独的VR眼镜）在运行。这些项目由约翰霍普金斯大学及全美高校与科技孵化器的研究团队开发，部分已产出进入市场测试的原型。
“我们并非仅仅制造小工具，而是创建可扩展的解决方案，满足老年人在家庭、老年中心或诊所的实际需求。”约翰霍普金斯老年工程学联合主任、老年病学家彼得·阿巴迪尔表示。
阿巴迪尔指出，新设施内AITC项目及其他研究的核心目标，是将创新快速转化为各收入水平老年人都能轻松使用的经济型解决方案。他提到，约翰霍普金斯凯瑞商学院的师生正积极参与多个项目，确保产品成功上市并广泛普及且价格合理。“我们将霍姆伍德校区的工程师与东巴尔的摩的临床医生并肩协作，共同设计和验证技术，帮助老年人更长久、更有尊严地独立生活。”阿巴迪尔说。
作为美国首个同类中心，约翰霍普金斯老年工程学领导者强调，面对国家快速老龄化的紧迫性，此类工作恰逢其时：据美国人口普查局数据，2024年美国65岁以上人口增长3.1%至6120万。到2030年，预计每五名美国人中就有一人达到退休年龄。怀廷工程学院院长埃德·施莱辛格表示，满足这波日益增长的老年群体在功能、认知和心理社会方面的需求，需借助可及的技术驱动方案，这既是关键挑战也是复杂任务。他指出，约翰霍普金斯拥有全美排名第一的生物医学工程专业，整合了工程学院与医学院资源，且贝维尤校区已有多项成熟的以老年医学为重点的临床项目和研究中心，便于与临床医生及老年患者、护理人员协作。“通过汇集约翰霍普金斯多领域专家，我们旨在确保解决方案公平、包容且符合伦理。”
未来“智能家庭”核心
约翰霍普金斯老年工程学的核心是样板公寓，内设客厅、厨房、卧室和浴室。尽管秋季初仍在布置生活空间，规划者致力于营造对老年人及其护理人员既舒适又熟悉的氛围——包括日常杂物。
“当前市场许多技术通过测试年轻人再逆向适配老年人，且在无菌工作室环境开发。”阿巴迪尔表示，“我们以老年人为起点确定需求，确保技术在生活场景中真正契合他们。”
“让老年人参与任何新‘智能家庭’设计至关重要，他们必须成为对话主体。”约翰霍普金斯老年工程学联合主任纳吉姆·德哈克强调。
为此，未来数月，老年人及其护理人员将访问样板公寓，试用并反馈可穿戴追踪器、机器人助手和语音激活系统。
驱动这些新技术的是人工智能与传感器技术的快速进步，有望实现真正个性化的干预措施。AITC项目之一“Sovrinti：日常生活数据”利用实时位置和设备使用数据识别健康风险上升趋势，使家人能在问题恶化前介入。例如，部分传感器监测老年人厨房水龙头水温、烤箱及洗碗机使用情况；光传感器追踪用户开合橱柜、抽屉和冰箱的频率；Wi-Fi路由器则检测并记录居民在公寓内的移动轨迹。
通过自动量化老年人运动和行为模式的变化，由贝勒大学研究团队主导的Sovrinti可及早标记令人担忧的异常。“若父母公寓配备此类AI驱动工具，护理者能放心让亲人独居。”阿巴迪尔表示。
图片来源：詹姆斯·道绘图
尽管Sovrinti已完成早期试验，阿巴迪尔和德哈克预计类似传感器与数据驱动的AITC解决方案将在未来数月于样板公寓接受测试。他们提及一款采用语音克隆技术的Alexa式设备，可为认知衰退早期患者提供个性化提醒——“妈妈，您服用早间药物了吗？”——以及协助老年人刷牙的机器人。
德哈克作为人类语言技术领军人物表示，长期目标是创建未来个性化老年公寓模型：传感器在衰老问题初现时即检测异常，语音激活设备保障老年人安全并维持社交连接。“自动语音系统已发展到提供自适应对话的阶段。”德哈克说，“过去受限于脚本化对话，如今可调整回应并提出不同问题。”语音激活数字助手可能以“今天感觉如何？”开场；若老年人回应情绪低落，系统可建议：“下雨时您常感到悲伤，或许可致电玛丽和道格问候他们？”
即使老年人未察觉情绪低落，德哈克主导的语音技术进步现已能通过语调与节奏检测抑郁症早期迹象。他表示，不久的将来，日常录音设备可追踪老年人语音变化，向医生预警心理健康状态的早期转变。“多数老年人每数月才见一次医生，这将实现更快速干预。”德哈克指出，该中心AI驱动工作的核心价值在于：提供每日（甚至每分钟）监测，在问题恶化前捕捉身体与行为变化。
深入细节
布塔拉向神经科医生展示他与莫罗-韦拉斯克斯用于追踪老年人眼动、语音和书写的高科技设备时，展望了医生能在最早期检测并衡量神经衰退的未来。
“目前评估过于主观。”他表示，“当我评估老年患者时，可能注意到他步速比上次稍慢，或要求其用眼睛追踪我手指移动时，这只是相对粗糙的测量。神经科医生缺乏一致的精细化认知行为特征分析方法。”
他指出，这对评估特定药物治疗帕金森病（影响约100万美国老年人的进行性神经运动障碍）的效果尤为关键。左旋多巴（L-DOPA）常用于调节帕金森病运动功能，但剂量调整依赖患者自述，需经数月甚至数年的试错过程。
在德哈克领导下开发的AI系统核心在于其“多模态”特性。通过同步测量眼动、语音和书写，研究人员能收集“深度表型分析”等精细化数据，捕捉患者状况的微小变化，避免单一领域检测导致的遗漏。
例如，在对数百名老年人的眼动追踪中，他们发现健康者阅读时往往跳过部分单词，而早期阿尔茨海默病患者则逐字阅读且在复杂词汇上停留更久。“这进而影响其说话模式。”莫罗-韦拉斯克斯表示。
他和布塔拉还利用平板电脑和鞋内传感器，追踪帕金森病与阿尔茨海默病患者的步态随时间变化。
最终，两位研究者希望所收集数据能走出约翰霍普金斯老龄化研究中心实验室，转化为全美初级保健医生办公室易用且经济的诊断工具。“当今大部分医疗服务在初级保健层面提供。大量老年人无法接触神经科医生，更不用说亚专科医生。”怀廷工程学院电气与计算机工程助理研究教授劳雷亚诺·莫罗-韦拉斯克斯强调。
两位研究者坚信，现有进展及未来应用前景离不开每日与众多工程师、数据科学家、学生及老年医学专家的紧密协作。“工程师有时先创造方案再寻找问题——导致无人需要的解决方案。我们需要更好与医生沟通，理解他们亟待解决的问题。”莫罗-韦拉斯克斯表示。
阿巴迪尔表示赞同：“这个新空间实现实时迭代。临床医生与工程师交流，引入老年人测试反馈并调整方案。当所有人聚在一起，奇迹便会发生。”
阿巴迪尔和施莱辛格对这种“奇迹”信心十足，已将其推向全国舞台。他们在7月共同发表于《美国老年医学会杂志》的社论中，宣布该杂志新设“JAGS-AI与技术”栏目，描述其为“老年医学、工程学、数据科学、商业开发与伦理交叉领域的研究、创新与对话多学科平台”。
值得注意的是，该社论标志着工程师首次在该医学期刊发表文章。尽管施莱辛格后续不参与编辑工作，但其支持体现共同信念：“老年医学研究与护理的新篇章以人工智能及相关技术兴起为标志，必须由临床科学家与工程师作为平等伙伴共同书写。”
图片来源：詹姆斯·道绘图
接受实践检验
约翰霍普金斯贝维尤转化老龄化研究中心还为2021年启动的老年科技孵化器项目提供会议与研究空间，该项目由纳吉姆·德哈克和彼得·阿巴迪尔联合主管。该项目汇集约翰霍普金斯工程、医学、护理及商学院的学生与培训生，与跨学科教师团队紧密合作，目标是开发并推向市场旨在改善老年人生活质量的经济型工具和疗法。例如，一个团队已开发并试点一款促进深度睡眠的头戴设备，可能预防阿尔茨海默病及其他身心衰退。该设备名为inWave，利用脑电图监测大脑活动，并通过AI算法精准输送特殊声音，增强深度睡眠所需的大脑活动类型。
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